Американские исследователи из Университета г.Талсы (University of Tulsa, штат Оклахома) запатентовали технологию, позволяющую создавать батарейки поперечником в тысячные доли миллиметра. Изготовление таких микроскопических блоков питания - первый и едва ли не самый неотложный шаг к построению реально работающих наномашин. Сверхминиатюрные роботы могли бы производить химический анализ окружающей среды или вводить микропорции лекарства, находясь в человеческом организме.

Американский патент # 6586133 выдан 1 июля 2003 года профессору химии Дэйлу Титерсу (Dale Teeters) и двум его бывшим студентам - Нине Коржовой (Nina Korzhova) и Лэйн Фишер (Lane Fisher). Новая "микробатарейка" работает подобно автомобильному аккумулятору, однако размер ее меньше в миллион раз. Чтобы изготовить подобное чудо, пришлось продавливать расплавленный полимер через пористую мембрану: отверстия в пористом оксиде алюминия. "Дырки" в нем столь узкие, что 60 таких пор свободно размещаются на срезе человеческого волоса, самих "батареек" на такой площади может поместиться 40 штук (диаметр волос в среднем составляет 50 000 нанометров, один нанометр (миллимикрон) - это одна миллионная метра). Электрически заряженные ионы проходят через этот полимер, служащий электролитом, от положительного электрода (анода) к отрицательному (катоду). Электроды размещены на противоположных концах отверстий и представляют собой керамические или графитовые частицы.

Прототип устройства способен давать пока только очень слабый электроток - приблизительно одну миллионную миллиампера. "Конечно, вы не сможете этим питать фонарь", - признает руководитель группы Дэйл Титерс. Но он надеется, что в будущем с помощью таких батареек и многоуровневых "брикетов" из них можно будет привести в движение микроскопические машины, именуемые MEMS (микроэлектромеханические системы).

Микробатареи вышли столь крошечными, что к ним невозможно даже подсоединить провода, как к обычным батарейкам, так что исследователям, чтобы проверить работоспособность технологии, пришлось воспользоваться так называемым атомно-силовым микроскопом (atomic-force microscope), разработанным еще в 80-е годы прошлого века на основе туннельного микроскопа и позволяющим переставлять отдельные атомы (ныне это устройство широко используется для "фокусов" вроде выкладывания логотипа "IBM" из атомов), для того, чтобы подключить к своему устройству электрическую цепь.

Некоторые специалисты считают, что преждевременно описывать эту установку как собственно батарейку. "Батарея - это целостная структура, поэтому ее использование немыслимо без монтажа электрической проводки, - говорит Мино Грин (Mino Green) из лондонского Имперского колледжа (Imperial College), который также занимается разработкой миниатюрных батарей к кремниевым компьютерным чипам. - В природе полно подобных электрохимических элементов, однако нам от этого не легче".

Источники:
TU Professor and Two Graduates Awarded Patent for Method of Manufacturing Nanobatteries - The University of Tulsa - University Relations
Microbatteries patented - Nature
Vanadia xerogel nanocathodes used in lithium microbatteries - Journal of Power Sources